JP6173443B2 - Method for manufacturing thermoelectric components and thermoelectric components - Google Patents

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Description

本発明は、熱電部品の製造のための方法および熱電部品自体に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a thermoelectric component and the thermoelectric component itself.

熱電モジュールは、個々にまたは多数で、熱電発電装置として用いられ、熱電発電装置は、温度ポテンシャルおよびその結果として生じる熱流から、電気エネルギーを生じさせる。電気エネルギーは、いわゆるゼーベック効果に基づいて生じる。熱電モジュールは、電気的に互いに接続されたpドープおよびnドープ熱電部品から、構成される。熱電部品は、いわゆるホットサイドおよび向かい合って配置されるコールドサイドを備え、それを通じて、熱電部品は、それぞれ、電気伝導的に交互に、隣り合って配置されるさらなる熱電部品に接続される。ホットサイドは、それに関し、高温媒体(例えば排ガス)の作用を受ける、熱電モジュールの壁に熱伝導的に接続される。対応して、熱電部品のコールドサイドは、低温媒体(例えば冷却水)の作用を受ける、熱電モジュールの別の壁に熱伝導的に接続される。   Thermoelectric modules are used individually or in large numbers as thermoelectric generators that generate electrical energy from temperature potentials and the resulting heat flow. Electric energy is generated based on the so-called Seebeck effect. The thermoelectric module is composed of p-doped and n-doped thermoelectric components that are electrically connected to each other. The thermoelectric component comprises a so-called hot side and a cold side arranged oppositely, through which the thermoelectric components are each connected in electrical conduction alternately to further thermoelectric components arranged next to each other. The hot side is thermally conductively connected to the wall of the thermoelectric module, in which it is subjected to the action of a hot medium (eg exhaust gas). Correspondingly, the cold side of the thermoelectric component is thermally conductively connected to another wall of the thermoelectric module that is subjected to the action of a cold medium (eg, cooling water).

熱電発電装置は、特に自動車において使用されるが、温度ポテンシャルが、熱電発電装置の配置によって電気エネルギーの生成に利用され得る、他の技術領域においても使用される。   Thermoelectric generators are used in particular in automobiles, but are also used in other technical areas where the temperature potential can be utilized for the production of electrical energy by the arrangement of thermoelectric generators.

熱電部品は、熱電発電装置の作動中に、温度ポテンシャルにさらされ、熱電部品のホットサイドとコールドサイドとの間に、電気エネルギーの生成のために、熱流が流れるようになっている。さらに、熱電部品は、変動熱応力にさらされ、変動熱応力は、ホットサイドでおよびコールドサイドで変わる温度値の結果として生じる。この負荷により、熱電部品の故障が起きることもあり、電気エネルギーへの、熱エネルギーの変換の有効性が、少なくとも低下するようになっている。   The thermoelectric component is exposed to a temperature potential during operation of the thermoelectric generator, so that a heat flow flows between the hot side and the cold side of the thermoelectric component to generate electrical energy. Furthermore, thermoelectric components are subject to fluctuating thermal stresses, which result from temperature values that vary on the hot side and on the cold side. This load may cause failure of the thermoelectric component, and at least the effectiveness of the conversion of thermal energy into electrical energy is reduced.

本発明の課題は、従って、先行技術に関連して示された問題を、少なくとも部分的に解決することである。特に、熱電部品の製造のための方法が示されるべきであり、その方法により、耐久性のある、変動熱応力に対して頑丈な、熱電部品が、提供され得る。さらに、対応する熱電部品が提案されるべきであり、その熱電部品は、対応する負荷に対して永続的に耐えることが可能なように、作られる。   The object of the present invention is therefore to at least partly solve the problems presented in connection with the prior art. In particular, a method for the manufacture of a thermoelectric component should be indicated, which can provide a thermoelectric component that is durable and robust against fluctuating thermal stresses. Furthermore, a corresponding thermoelectric component should be proposed, and the thermoelectric component is made so that it can withstand a corresponding load permanently.

これらの課題は、請求項1の特徴による熱電部品の製造のための方法によって、および請求項5の特徴による熱電部品によって、解決される。本発明のさらに有利な構成は、従属請求項に示される。請求項に個々に挙げられた特徴は、任意の技術的に有意な方法で、互いに組み合わせ可能であり、本発明のさらなる実施形態を示すことが、指摘される。明細書は、特に図と関連して、本発明をさらに詳しく説明し、本発明の補足の実施例を挙げる。ここで提案される熱電部品の使用は、自動車に限定されないことが、さらに指摘される。本発明による方法についての以下の詳説は、技術的に有意な範囲で、本発明による熱電部品に相応に適用される。   These problems are solved by a method for manufacturing a thermoelectric component according to the features of claim 1 and by a thermoelectric component according to the features of claim 5. Further advantageous configurations of the invention are indicated in the dependent claims. It is pointed out that the features individually recited in the claims can be combined with each other in any technically significant way and represent further embodiments of the invention. The specification describes the invention in more detail and gives additional examples of the invention, particularly in connection with the figures. It is further pointed out that the use of the thermoelectric components proposed here is not limited to automobiles. The following detailed description of the method according to the invention applies correspondingly to the thermoelectric component according to the invention to the extent technically significant.

本発明による、熱電部品の製造のための方法は、少なくとも以下のステップを含む:
a)少なくとも1つの繊維を提供するステップ、
b)少なくとも1つの繊維を熱電材料でコーティングし、少なくとも1つのコーティングされた繊維が形成されるようにするステップ、
c)少なくとも1つのコーティングされた繊維を、少なくとも巻いて中心軸を有するリングにするステップ、および、特にさらに、
d)熱電部品を製造するために、リングを押し付けるステップ。
The method for the production of thermoelectric components according to the invention comprises at least the following steps:
a) providing at least one fiber;
b) coating at least one fiber with a thermoelectric material so that at least one coated fiber is formed;
c) at least one coated fiber is at least rolled into a ring having a central axis, and more particularly,
d) Pressing the ring to produce the thermoelectric component.

本方法は、望ましくは、a)〜c)の順序で、特にa)〜d)の順序で相次いで実行され、特に、ステップa)、b)およびc)は、何度もおよび/または互いに並行して行われてもよい。特に、本方法は、さらなるステップをその間に含み、例えば、繊維の、コーティングされた繊維の、および/またはリングの、処理のためである。   The method is preferably carried out one after the other in the order a) to c), in particular in the order a) to d), in particular the steps a), b) and c) can be repeated several times and / or with each other. It may be performed in parallel. In particular, the method comprises further steps in between, for example for the treatment of fibers, coated fibers and / or rings.

繊維は、特に、以下の特性の少なくとも1つを備える:長く延びている、糸状である、弾力性がある、望ましくは丸い横断面、望ましくは繊維の直径よりも100倍大きい長さ、直径最小0.5マイクロメートル、直径最大5マイクロメートル。特に、本方法は、ちょうど1つの、望ましくはしかし多数の、熱電部品の製造のための繊維が、用いられることを含む。   The fibers in particular have at least one of the following properties: long, extending, filamentous, elastic, preferably round cross-section, preferably a length 100 times greater than the fiber diameter, minimum diameter 0.5 micrometers, diameter up to 5 micrometers. In particular, the method includes that exactly one, preferably but many, fibers for the manufacture of thermoelectric components are used.

望ましくは、少なくとも1つの繊維は、非熱電材料から成り、特にセラミック材料から成る。それに関し、特に、以下の材料が提案され、以下の材料は、個々に、または互いに組み合わせても、使用され得る:酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム。   Desirably, the at least one fiber consists of a non-thermoelectric material, in particular a ceramic material. In particular, the following materials are proposed, and the following materials can be used individually or in combination with one another: aluminum oxide, zirconium oxide.

特に、ステップb)で熱電材料が用いられ、熱電材料は、以下の材料の少なくとも1つを有する:

Figure 0006173443
In particular, a thermoelectric material is used in step b), the thermoelectric material having at least one of the following materials:
Figure 0006173443

特に有利な構成の1つによると、少なくとも1つの繊維は、少なくとも1つの材料特性に関し、熱電材料に調和して設計される。特に、少なくとも150℃〜600℃の温度範囲で、繊維の、および熱電材料の、熱膨張係数は、互いに一致し、望ましくは最大10%、特にほんの最大2%、互いに異なる。   According to one particularly advantageous configuration, the at least one fiber is designed in harmony with the thermoelectric material with respect to at least one material property. In particular, at a temperature range of at least 150 ° C. to 600 ° C., the coefficients of thermal expansion of the fiber and of the thermoelectric material are consistent with each other and desirably differ from each other by a maximum of 10%, in particular only a maximum of 2%.

望ましくは、少なくとも1つの繊維は、以下の材料特性を示す:
・繊維の材料が、熱電材料よりも高い強度を有する;
・100N/mm[ニュートン毎平方ミリメートル]よりも大きい、繊維の材料の引張強さ
・500N/mmよりも大きい、繊維の材料の圧縮強さ
Desirably, the at least one fiber exhibits the following material properties:
The fiber material has a higher strength than the thermoelectric material;
• Tensile strength of the fiber material greater than 100 N / mm 2 [Newtons per square millimeter] • Compressive strength of the fiber material greater than 500 N / mm 2

熱電材料での、少なくとも1つの繊維のコーティングは、望ましくは、繊維への熱電材料の蒸着により、例えば、CVD(化学蒸着)またはPVD(物理蒸着)法で、行われる。しかし他の方法も、コーティングのステップに使用可能である。   The coating of the at least one fiber with the thermoelectric material is preferably performed by vapor deposition of the thermoelectric material onto the fiber, for example by CVD (chemical vapor deposition) or PVD (physical vapor deposition) methods. However, other methods can be used for the coating step.

望ましくは、少なくとも1つのコーティングされた繊維は、中心軸を有するリングになるように巻かれ、少なくとも1つのコーティングされた繊維が、中心軸の回りに巻かれるようになっている。特に、少なくとも1つの繊維は、追加的に折り畳まれる。特に、リングは、内径と外径とを有する。特に、本方法により、(円柱状の)ディスク要素が製造され、それは従って内径を有しない(つまり、0mmの内径を有するリング)。   Desirably, the at least one coated fiber is wound into a ring having a central axis such that at least one coated fiber is wound about the central axis. In particular, at least one fiber is additionally folded. In particular, the ring has an inner diameter and an outer diameter. In particular, the method produces a (cylindrical) disc element, which therefore has no inner diameter (ie a ring with an inner diameter of 0 mm).

リングの、または少なくとも1つのコーティングされた繊維の、オプションで提案される圧縮は、特に、少なくとも250℃の温度[セルシウス度]で行われ、望ましくは、リングの製造のために、少なくとも2barの圧力が適用される。望ましくは、500℃よりも大きい温度であり、少なくとも2.5barの圧力である。   The optional proposed compression of the ring or of the at least one coated fiber is in particular carried out at a temperature [degree of Celsius] of at least 250 ° C., preferably for pressure production of at least 2 bar. Applies. Desirably, the temperature is greater than 500 ° C. and a pressure of at least 2.5 bar.

熱電部品の製造のために、繊維のコーティングのための熱電材料の他に、さらなる熱電材料も、特にステップc)でまたはの後で、付け加えられることが確かに可能であり、熱電部品が、(圧縮された)コーティングされた繊維のみから成るのではなく、追加的に熱電材料がリングを形成するようになっている。望ましくは、熱電部品は、しかし独占的に、少なくとも1つのコーティングされた繊維によって形成される。   For the production of thermoelectric components, in addition to the thermoelectric material for the coating of the fibers, further thermoelectric materials can certainly be added, in particular at or after step c), the thermoelectric component being ( Rather than consisting only of (compressed) coated fibers, the thermoelectric material additionally forms a ring. Desirably, the thermoelectric component is, however, exclusively formed by at least one coated fiber.

特に有利な構成の1つによると、ステップd)の後に作り出された熱電部品は、第1の広がりを軸方向に沿って有し、ステップd1)で、分割プロセス(例えば切断)により、いくつかの(少なくとも2つの)、それぞれ、より小さい第2の広がりを有するリングに、軸方向に分けられる。   According to one particularly advantageous configuration, the thermoelectric component created after step d) has a first extension along the axial direction, and in step d1), several by a splitting process (eg cutting) (At least two) each of which is divided axially into rings having a smaller second extent.

特に、第1の広がりは、少なくとも2mmであり、望ましくは少なくとも10mmである。第2の広がりは、対応して少なくとも1.0mmである。   In particular, the first spread is at least 2 mm, desirably at least 10 mm. The second spread is correspondingly at least 1.0 mm.

特に、ステップc)の後にステップc1)が行われることも可能であり、ステップc1)では、ステップc)で作り出されたリングは、分割プロセスにより、いくつかの(少なくとも2つの)リングに分けられる。それに対応して、ステップd)の後に作り出された熱電部品は、それから、さらに分割されない。特に、本方法により製造されたディスク要素の場合、内径がさらなるステップで導入される。このステップは、望ましくは、ステップc)、c1)またはd)に続けて行われる。   In particular, step c1) can be followed by step c1), in which the ring created in step c) is divided into several (at least two) rings by a splitting process. . Correspondingly, the thermoelectric component created after step d) is then not further divided. In particular, in the case of disc elements manufactured by this method, the inner diameter is introduced in a further step. This step is preferably carried out following step c), c1) or d).

特に、少なくとも1つのコーティングされた繊維は、製造された熱電部品の周囲方向に、少なくとも120°[度(角)]の、望ましくは少なくとも360°の、特に望ましくは少なくとも420°の、角度範囲にわたって延びる。特に、少なくとも2つのコーティングされた繊維は、周囲方向に、少なくとも5°の角度範囲にわたって重なる。それによって、熱電材料が、繊維によりもたらされる、有利な材料特性を備えることが、保証される。   In particular, the at least one coated fiber spans an angular range of at least 120 ° [degree (angle)], preferably at least 360 °, particularly preferably at least 420 °, in the circumferential direction of the manufactured thermoelectric component. Extend. In particular, the at least two coated fibers overlap in the circumferential direction over an angular range of at least 5 °. Thereby, it is ensured that the thermoelectric material has the advantageous material properties provided by the fibers.

本発明によって、熱電材料でコーティングされた少なくとも1つの繊維を備える熱電部品が、さらに提案され、熱電部品は、環状に形成され、少なくとも1つのコーティングされた繊維は、周囲方向に、少なくとも120°の、望ましくは少なくとも360°の、特に望ましくは少なくとも420°の、角度範囲にわたって延びる。特に、熱電部品は、本発明による方法に従って製造される。   According to the invention, a thermoelectric component comprising at least one fiber coated with a thermoelectric material is further proposed, wherein the thermoelectric component is formed in an annular shape, and the at least one coated fiber is at least 120 ° in the circumferential direction. Extending over an angular range of preferably at least 360 °, particularly preferably of at least 420 °. In particular, the thermoelectric component is manufactured according to the method according to the invention.

望ましくは、熱電部品の20〜80重量%を非熱電材料が占め、特に35〜65重量%である。熱電部品の有利な構成の1つによると、非熱電材料は、20℃〜600℃の温度範囲で、以下のグループから少なくとも1つの特性を有する:
‐熱電材料よりも高い引張強さRおよび/または降伏点Rp0.2
‐熱電材料よりも少ない比熱伝導度[ワット/(ケルビン・メートル)]、
‐熱電材料よりも少ない電気伝導度[アンペア/(ボルト・メートル)]。
望ましくは、さらに、これらの特性のいくつかまたは全てがある。
Desirably, the non-thermoelectric material accounts for 20 to 80% by weight of the thermoelectric component, particularly 35 to 65% by weight. According to one advantageous configuration of the thermoelectric component, the non-thermoelectric material has at least one characteristic from the following group in the temperature range of 20 ° C. to 600 ° C .:
- tensile greater than thermoelectric material strength R m and / or yield point R p0.2,
-Specific heat conductivity [watt / (Kelvin meter)] less than thermoelectric material,
-Less electrical conductivity [ampere / (volt-meter)] than thermoelectric materials.
Desirably, there are also some or all of these characteristics.

特性は、例えば、引張強さの改善、(場合によっては、局部的に所定のまたは適応した)熱伝導度および/または適応した電気伝導度、のような、熱電部品の所望の機能を、援助し、最後の特性は、特に、熱電部品の効率の改善のために使用されることができる。   Properties assist the desired function of the thermoelectric component, such as, for example, improved tensile strength, (in some cases, locally predetermined or adapted) thermal conductivity and / or adapted electrical conductivity. However, the last property can be used especially for improving the efficiency of thermoelectric components.

特に、非熱電材料が、ここでは断熱材として熱電部品内に配置されることが、予定される。   In particular, it is envisaged that the non-thermoelectric material is arranged here in the thermoelectric component as a thermal insulator.

特に、非熱電材料が、電気伝導体として使用されない、ここではつまり熱電材料の機能(ゼーベック/ペルティエ効果)を果たさないことが、予定される。特に、熱電効果は、熱電材料によってのみ、熱電部品で引き起こされる。   In particular, it is envisaged that non-thermoelectric materials are not used as electrical conductors, ie here they do not fulfill the function of the thermoelectric material (Seebeck / Peltier effect). In particular, the thermoelectric effect is caused in thermoelectric components only by thermoelectric materials.

特に、熱電部品内での非熱電材料の使用により、対応する熱電部品で構成された熱電モジュールの熱伝導度が、1つの作動点で、熱電モジュールにわたる、つまりホットサイドとコールドサイドとの間の、全温度差(排ガスと冷媒との間)の、20%〜80%、特に35%〜65%、に低下するように調節されることが、可能になっている。これに関連して、独国特許出願公開第102010030259A1号明細書が参照され、その内容全体が、技術的事情の説明のために、ここで引き合いに出される。その文書での「異物」についての言及は、ここでは「非熱電材料」に関連する。   In particular, due to the use of non-thermoelectric materials in the thermoelectric component, the thermal conductivity of the thermoelectric module composed of the corresponding thermoelectric component is at one operating point across the thermoelectric module, ie between the hot side and the cold side. It is possible to adjust the total temperature difference (between exhaust gas and refrigerant) to be reduced to 20% to 80%, in particular 35% to 65%. In this connection, reference is made to German Offenlegungsschrift 102010030259A1, the entire contents of which are referred to here for the description of the technical circumstances. Reference to “foreign matter” in that document relates here to “non-thermoelectric material”.

ここで提案された方法および熱電部品は、熱電材料でコーティングされた繊維の特別な配置により、特徴付けられる。特にセラミック材料から成るこの繊維により、変動熱負荷に対する機械的強度および耐久性が明らかに高められ、耐久性のある熱電モジュールが、提供されることができるようになっている。特に、少なくとも1つの繊維により、リングの周囲方向における力が吸収される。望ましくは、このように、熱電材料のクリープが、減少する、または完全に阻止されさえする。   The method and thermoelectric component proposed here are characterized by a special arrangement of fibers coated with thermoelectric material. This fiber, especially made of ceramic material, clearly increases the mechanical strength and durability against fluctuating heat loads, so that a durable thermoelectric module can be provided. In particular, at least one fiber absorbs forces in the circumferential direction of the ring. Desirably, the creep of the thermoelectric material is thus reduced or even completely prevented.

さらに自動車が提案され、自動車は、少なくとも、内燃機関と、排ガスシステムと、熱電モジュールと、を有し、熱電モジュールは、本発明による少なくとも1つの熱電部品、または、本発明による方法に従って製造された少なくとも1つの熱電部品、を備える。熱電モジュールは、排ガスの熱エネルギーから電気エネルギーを生じさせるように、設計される。   Furthermore, an automobile is proposed, the automobile comprising at least an internal combustion engine, an exhaust gas system and a thermoelectric module, the thermoelectric module being manufactured according to at least one thermoelectric component according to the invention or a method according to the invention. At least one thermoelectric component. Thermoelectric modules are designed to generate electrical energy from the exhaust gas thermal energy.

本発明および技術周辺は、以下で図に基づいてより詳細に説明される。図は特に好ましい実施形態を示すが、本発明はそれに限定されない。図では、同じ対象に同じ参照符号が用いられる。図では、概略的に示している。   The invention and the technical periphery will be described in more detail below on the basis of the figures. Although the figure shows a particularly preferred embodiment, the invention is not so limited. In the figures, the same reference numerals are used for the same objects. This is shown schematically in the figure.

本方法のステップa)による繊維を示す。Fig. 2 shows a fiber according to step a) of the method. 本方法のステップb)による、コーティングされた繊維を示す。Figure 3 shows a coated fiber according to step b) of the method. 図3は、本方法のステップc)による、巻かれた、コーティングされた繊維4を、平面図で示す。FIG. 3 shows in plan view a rolled, coated fiber 4 according to step c) of the method. 本方法のステップc)による、巻かれた、コーティングされた繊維4を、側面図で示す。The wound, coated fiber 4 according to step c) of the method is shown in side view. 本方法のステップd)による、熱電部品を示す。Fig. 2 shows a thermoelectric component according to step d) of the method. 本方法のステップd1)による、熱電部品を示す。Fig. 2 shows a thermoelectric component according to step d1) of the method. 自動車を示す。Indicates a car.

図1は、熱電部品1の製造のための本方法のステップa)による、繊維2の提供を示す。   FIG. 1 shows the provision of a fiber 2 according to step a) of the method for the production of a thermoelectric component 1.

図2は、本方法のステップb)によって製造された、コーティングされた繊維4を示し、繊維2は、熱電材料3でコーティングされた。   FIG. 2 shows a coated fiber 4 produced by step b) of the method, which was coated with a thermoelectric material 3.

図3は、本方法のステップc)による、巻かれた、コーティングされた繊維4を示す。ここでは、巻かれた、コーティングされた繊維4は、平面図で示される。コーティングされた繊維4は、リング5になるように巻かれており、コーティングされた繊維4は、周囲方向9に、角度範囲10にわたって延びる。   FIG. 3 shows a wound coated fiber 4 according to step c) of the method. Here, the wound, coated fiber 4 is shown in plan view. The coated fiber 4 is wound into a ring 5, and the coated fiber 4 extends in the circumferential direction 9 over an angular range 10.

図4は、本方法のステップc)による、巻かれた、コーティングされた繊維4を、側面図で示す。コーティングされた繊維4は、リング5を形成するように中心軸6周りに巻かれた。   FIG. 4 shows in side view a wound, coated fiber 4 according to step c) of the method. The coated fiber 4 was wound around a central axis 6 to form a ring 5.

図5は、本方法のステップd)によって製造された、熱電部品1を示す。中心軸6を有するリング5は、装置18で、少なくとも1つの押圧力17により、熱電部品1になるように圧縮される。熱電部品1の示された断面では、コーティングされた繊維4の繊維2が見られる。   FIG. 5 shows the thermoelectric component 1 produced according to step d) of the method. The ring 5 having the central axis 6 is compressed by the device 18 into the thermoelectric component 1 by at least one pressing force 17. In the shown cross section of the thermoelectric component 1, the fibers 2 of the coated fibers 4 can be seen.

図6は、本方法のステップd1)の後の熱電部品1を示す。それに関し、リング5の形で設けられ、軸方向8に沿って第1の広がり7にわたって延びる、熱電部品1は、分割19によって2つの熱電部品1に分けられる。かかる熱電部品1は、分割19の後に、それぞれ、より小さい第2の広がり16を有する。熱電部品は、内径22と外径23とを有する。   FIG. 6 shows the thermoelectric component 1 after step d1) of the method. In that regard, the thermoelectric component 1 provided in the form of a ring 5 and extending over the first extension 7 along the axial direction 8 is divided into two thermoelectric components 1 by a split 19. Such thermoelectric components 1 each have a smaller second extension 16 after the division 19. The thermoelectric component has an inner diameter 22 and an outer diameter 23.

図7は、内燃機関13および排ガスシステム14を有する自動車12を示し、排ガスシステム14には、熱電モジュール11が配置されている。排ガス15は、内燃機関13から、排ガスシステム14および熱電モジュール11を通って、周囲に流れる。冷却装置20は、冷却のために、内燃機関13に、および熱電モジュール11に、接続される。低温媒体21は、冷却装置20から、熱電モジュール11の方へ、流れる。熱電モジュール11は、管状に構成され、環状の熱電部品1を備え、環状の熱電部品1は、軸方向に沿って連続して配置される。熱電モジュール11は、内側管路に、コールドサイドを備え、コールドサイドを低温媒体21が流れ通る。ホットサイドは、ここでは外側表面に配置される。外側表面で、熱電モジュール11は、排ガス15に当たる。温度ポテンシャルが、熱電モジュール11にわたり、排ガス15と低温媒体21との間に相応に成立し、熱電部品1によって電流が生成されるようになっている。   FIG. 7 shows an automobile 12 having an internal combustion engine 13 and an exhaust gas system 14, and a thermoelectric module 11 is arranged in the exhaust gas system 14. The exhaust gas 15 flows from the internal combustion engine 13 through the exhaust gas system 14 and the thermoelectric module 11 to the surroundings. The cooling device 20 is connected to the internal combustion engine 13 and to the thermoelectric module 11 for cooling. The low temperature medium 21 flows from the cooling device 20 toward the thermoelectric module 11. The thermoelectric module 11 is configured in a tubular shape and includes an annular thermoelectric component 1, and the annular thermoelectric component 1 is continuously disposed along the axial direction. The thermoelectric module 11 includes a cold side on the inner pipe line, and the cold medium 21 flows through the cold side. The hot side is here arranged on the outer surface. On the outer surface, the thermoelectric module 11 hits the exhaust gas 15. A temperature potential is correspondingly established between the exhaust gas 15 and the low temperature medium 21 over the thermoelectric module 11, and a current is generated by the thermoelectric component 1.

1 熱電部品
2 繊維
3 熱電材料
4 コーティングされた繊維
5 リング
6 中心軸
7 第1の広がり
8 軸方向
9 周囲方向
10 角度範囲
11 熱電モジュール
12 自動車
13 内燃機関
14 排ガスシステム
15 排ガス
16 第2の広がり
17 押圧力
18 装置
19 分割
20 冷却装置
21 低温媒体
22 内径
23 外径
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermoelectric component 2 Fiber 3 Thermoelectric material 4 Coated fiber 5 Ring 6 Central axis 7 First spread 8 Axial direction 9 Ambient direction 10 Angular range 11 Thermoelectric module 12 Automobile 13 Internal combustion engine 14 Exhaust gas system 15 Exhaust gas 16 Second spread 17 Pressing force 18 Device 19 Division 20 Cooling device 21 Low temperature medium 22 Inner diameter 23 Outer diameter

Claims (6)

熱電部品(1)の製造のための方法であって、少なくとも以下のステップ:
a)少なくとも1つの繊維(2)を提供するステップと、
b)少なくとも1つの繊維(2)を熱電材料(3)でコーティングし、少なくとも1つのコーティングされた繊維(4)が形成されるようにするステップと、
c)少なくとも1つのコーティングされた繊維(4)を、少なくとも巻いて中心軸(6)を有するリング(5)にし、少なくとも1つのコーティングされた繊維(4)が、少なくとも360°の角度範囲(10)にわたって中心軸(6)の回りに巻かれるようになっている、ステップと、
d)熱電部品(1)を作り出すために、少なくとも2barの圧力で、リング(5)を押し付けるステップと、
を含む方法。
A method for manufacturing a thermoelectric component (1) comprising at least the following steps:
a) providing at least one fiber (2);
b) coating at least one fiber (2) with a thermoelectric material (3) so that at least one coated fiber (4) is formed;
c) at least one coated fiber (4) is at least rolled into a ring (5) having a central axis (6) , wherein the at least one coated fiber (4) has an angular range of at least 360 ° ( 10) over the central axis (6) over a step,
d) pressing the ring (5) with a pressure of at least 2 bar to create the thermoelectric component (1);
Including methods.
請求項1に記載の方法であって、ステップd)で作り出された熱電部品(1)は、第1の広がり(7)を軸方向(8)に沿って有し、ステップd)の後に行われるステップd1)で、分割プロセスにより、それぞれがより小さい第2の広がり(16)を有する複数の熱電部品(1)に、軸方向(8)に分けられる、方法。 2. The method according to claim 1, wherein the thermoelectric component (1) produced in step d) has a first extension (7) along the axial direction (8) and is performed after step d). In step d1), the axial process (8) is divided into a plurality of thermoelectric components (1) each having a smaller second extent (16) by a splitting process. 請求項1または2に記載の方法であって、少なくとも1つのコーティングされた繊維(4)は、熱電部品(1)の周囲方向(9)に、少なくとも360°の角度範囲(10)にわたって延びる、方法。 Method according to claim 1 or 2, wherein the at least one coated fiber (4) extends in the circumferential direction (9) of the thermoelectric component (1) over an angular range (10) of at least 360 °. Method. 請求項1〜3の1つに記載の方法であって、少なくとも1つの繊維(2)は、セラミック材料から成る、方法。   4. The method according to one of claims 1 to 3, wherein at least one fiber (2) consists of a ceramic material. 熱電部品(1)であって、少なくとも1つの、熱電材料(3)でコーティングされた繊維(4)を備え、熱電部品(1)は、環状に形成され、少なくとも1つのコーティングされた繊維(4)は、周囲方向(9)に、少なくとも360°の角度範囲(10)にわたって延び、
繊維(4)のおよび熱電材料(3)の熱膨張係数は、150℃〜600℃の温度範囲で、最大10%互いに異なる、熱電部品
A thermoelectric component (1) comprising at least one fiber (4) coated with a thermoelectric material (3), the thermoelectric component (1) being annularly formed and having at least one coated fiber (4 ) is circumferentially (9), extending beauty over at least 360 ° angular range (10),
Thermoelectric components whose fibers (4) and thermoelectric material (3) have a coefficient of thermal expansion that differs from each other by a maximum of 10% in a temperature range of 150C to 600C .
自動車(12)であって、少なくとも、内燃機関(13)と、排ガスシステム(14)と、熱電モジュール(11)と、を備え、前記熱電モジュール(11)は、請求項5に記載の少なくとも1つの熱電部品(1)を備え、排ガス(15)の熱エネルギーから電気エネルギーを生じさせるように作られている、自動車。   An automobile (12) comprising at least an internal combustion engine (13), an exhaust gas system (14), and a thermoelectric module (11), wherein the thermoelectric module (11) is at least 1 according to claim 5. An automobile comprising two thermoelectric components (1) and made to generate electrical energy from the thermal energy of the exhaust gas (15).
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